Étude de l'enregistrement minéralogique des événements paléoclimatiques dans les sols tropicaux : nouveaux apports de la datation de kaolinites par irradiations expérimentales

Unraveling paleoclimatic events in laterites using the Electron Paramagnetic Resonance dating methodology on kaolinites

• Auteur / Autrice : Maximilien Mathian
• Direction : Thierry Allard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 10/10/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Georges Calas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anicet Beauvais, Christophe Falguères, Sabine Petit
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Cornu, Cécile Gautheron

Mots clés

Mots clés contrôlés

Paléoclimatologie

Kaolinite

Latérite

Altération (géologie)

Mots clés libres

Altération

Latérite

Paléoclimat

Kaolinite

Datation RPE de phyllosilicates

Weathering

Laterite

Paleoclimate

Kaolinite

EPR dating of phyllosilicates

Résumé

Les latérites couvrent plus de 30% des surfaces émergées. Comprendre leur évolution future est essentiel pour prédire les changements qui affecteront le fonctionnement de la Zone Critique dans les siècles à venir. La littérature a pu montrer que les horizons indurés de ces sols comportaient plusieurs générations de minéraux secondaires qui pouvaient être reliées à différents événements paléoclimatiques. Des études isotopiques ont montré que les horizons non indurés de ces sols pouvaient aussi posséder des générations distinctes de minéraux secondaires. La datation par Résonance Paramagnétique Électronique, a été appliquée sur des kaolinites de latérites dans le but d’identifier si ce minéral possède bien plusieurs générations au sein d’un même profil et si ces dernières étaient corrélables avec des événements paléoclimatiques globaux ou régionaux. Au cours de cette thèse, deux régolithes du Plateau du Karnataka (Inde), quatre du bassin du Rio Négro (Brésil) et un de la région de Syerstone (Australie) ont été étudiés. Les résultats de ces datations ont permis de distinguer différentes générations de kaolinites au sein de chacun des profils étudiés. Ces dernières sont par ailleurs toutes corrélables avec des périodes de fortes précipitations liées aux évolutions climatiques régionales et/ou globales. Ces résultats confirment aussi l’existence du phénomène de rajeunissement profils latéritiques au cours des temps géologiques. Le travail de cette thèse corrobore l’hypothèse de l’évolution épisodique de ces sols tropicaux et souligne leur importante stabilité dans les temps géologiques.

Laterites are covering a third of the continental surfaces. Understanding their evolution through the ongoing climate change is critical to predict the future Critical Zone transformation. Laterite duricrusts can contain several generations of secondary minerals that can be correlated with distinct paleoclimatic events. Isotopic studies showed that loose laterites may also be formed by several generations of secondary minerals. The objective of this PhD was to confirm that loose laterites contain several generations of kaolinites and that they formed during regional and/or global paleoclimatic events. With this aim in view, a recent dating methodology, the Electron Paramagnetic Resonance dating of kaolinites, was used on tropical regolith profiles from three continents with distinct geodynamic histories: India (Karnataka plateau), South America (Rio Negro basin, Brazil) and Australia (Syerstone region, New South Wale). The data set of this PhD confirms that a regolith contains several generations of kaolinites. All the identified generations of the present study can be correlated with regional paleoclimatic events or with tropical weathering favourable periods initiated by global paleoclimatic trends. Kaolinite generations formed preferentially during high precipitations periods and result from the rejuvenation of laterite profiles. The results of this PhD confirm that laterites have an episodic evolution.